JP4645023B2 - Imaging device and portable terminal equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置の焦点調節に関し、特に携帯端末に内蔵される撮像装置の近接撮影のための機構に関するものである。 The present invention relates to focus adjustment of an imaging device, and more particularly to a mechanism for close-up photography of an imaging device built in a portable terminal.
小型で薄型の撮像装置が、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistant)等の小型、薄型の電子機器に搭載されるようになった。これにより遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。 Small and thin imaging devices have been installed in small and thin electronic devices such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants). As a result, not only audio information but also image information can be transmitted to a remote place.
これら携帯端末に内蔵される撮像装置は、撮像光学系の焦点距離が非常に短いことと、Fno.が2〜4程度のものであるため、像側の焦点深度は非常に浅くなり、撮像面に対する撮像光学系の光軸方向の位置決めには厳しい精度が要求される。このため、撮像装置の撮像光学系の位置設定方法に関し、種々の提案がなされている。 The imaging devices incorporated in these portable terminals have a very short focal length of the imaging optical system, and Fno. Is about 2 to 4, the depth of focus on the image side becomes very shallow, and strict accuracy is required for positioning the imaging optical system with respect to the imaging surface in the optical axis direction. For this reason, various proposals have been made regarding the position setting method of the imaging optical system of the imaging apparatus.
例えば、撮像装置の製造時のピント調整を不要とすべく、光学部材と一体で形成された脚部を撮像素子に当接させ、弾性部材で光学部材を撮像素子方向に付勢することにより、撮像素子と光学部材の光軸方向の位置決めをおこなうものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, in order to eliminate the need for focus adjustment at the time of manufacturing the imaging device, the leg formed integrally with the optical member is brought into contact with the imaging element, and the optical member is biased toward the imaging element by an elastic member. An apparatus that positions an imaging element and an optical member in the optical axis direction is disclosed (for example, see Patent Document 1).
また、撮影レンズと筒状のホルダーに、突起と傾斜溝を相互に形成し、撮影レンズを回動させることにより撮影レンズを光軸方向に移動させ、組み立て時のピント調整をおこない、さらにこの調整機構を利用して近接撮影を可能とするものが開示されている(例えば、特許文献2参照)
上述の携帯端末に搭載される撮像装置も、普及率の増大に伴い高画質化・多機能化が要望され、高画素数の撮像素子の搭載や近接撮影(マクロ撮影)の可能な撮像装置が要望されている。 Imaging devices mounted on the above-described mobile terminals are also required to have high image quality and multi-functionality as the penetration rate increases, and imaging devices capable of mounting an image sensor with a high number of pixels and performing close-up shooting (macro shooting) are available. It is requested.
高画質化に関しては、高画素数の撮像素子を用いることになり、これに対応して撮像光学系を高解像力とするために光学部材は複数枚化され、光学部材間相互の位置決めと共に、この光学部材で構成される撮像光学系の撮像素子に対する光軸方向の正確な位置決めが必要となる。 For high image quality, an image sensor with a large number of pixels is used, and in response to this, a plurality of optical members are made in order to make the image pickup optical system have high resolution, and the optical members are positioned with each other. Accurate positioning in the optical axis direction with respect to the image pickup element of the image pickup optical system composed of optical members is required.
また、マクロ撮影に関しても、撮像面に対する撮像光学系の光軸方向の移動量及びその設定位置は上記と同様、非常に厳しい精度が要求されることになる。 In addition, regarding macro photography, the amount of movement in the optical axis direction of the imaging optical system with respect to the imaging surface and the set position thereof are required to be extremely strict as described above.
これに対し、上記特許文献1に記載の撮像装置は、撮像素子と光学部材との光軸方向の位置決めに調整工程を要せず、簡便で有効な方法であるが撮像光学系を被写体方向に移動させるまでに至っていない。 On the other hand, the image pickup apparatus described in Patent Document 1 does not require an adjustment process for positioning the image pickup element and the optical member in the optical axis direction, and is a simple and effective method. It has not yet been moved.
また、特許文献2に記載の撮像装置のように、突起と傾斜溝を相対的に移動可能に構成する場合、この突起の寸法形状に対し傾斜溝は必然的にクリアランスを持った形状とせざるを得ず、撮像装置が上向きの時は、突起は傾斜溝の下方に当接し、撮像装置が下向きの時は、突起は傾斜溝の上方に当接することになり、ピントはクリアランス分だけずれるという姿勢差の問題が発生する。 Further, when the protrusion and the inclined groove are configured to be relatively movable as in the image pickup apparatus described in Patent Document 2, the inclined groove is necessarily formed with a clearance with respect to the size and shape of the protrusion. If the imaging device is facing upward, the projection will be in contact with the lower side of the inclined groove, and when the imaging device is downward, the projection will be in contact with the upper side of the tilting groove, and the focus will be shifted by the clearance. A difference problem occurs.
本発明は上記の問題に鑑み、簡便な構成で、姿勢差が発生せず、撮像素子と撮像光学系の光軸方向の正確な位置決めが可能で、撮像素子の高画素化にも対応できるマクロ撮影可能な撮像装置及びこの撮像装置を備えた携帯端末を得ることを目的とするものである。 In view of the above problems, the present invention has a simple configuration, does not cause a difference in posture, can accurately position the image sensor and the image pickup optical system in the optical axis direction, and can cope with an increase in the number of pixels of the image sensor. it is an object of the present invention to obtain a portable terminal end having a photographable imaging apparatus and the imaging apparatus.
上記の目的は、以下のような構成により解決される。 The above object is solved by the following configuration.
1) 撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部が形成された台座と、該台座に当接する当接部が形成され前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、弾性部材と、を有し、前記撮像光学系の光軸方向で、前記台座が前記撮像素子と前記撮像光学系との間に配置されており、前記台座と前記撮像光学系との当接部の少なくとも一方に傾斜面又は傾斜面と水平面を形成し、前記台座と前記撮像光学系のいずれか一方を回動させることにより前記撮像光学系を光軸に沿って移動させるよう構成され、前記弾性部材を、前記撮像光学系及び前記台座を前記撮像素子方向に付勢するよう配置し、前記弾性部材の付勢力により、前記台座と前記撮像光学系のいずれか一方を回動させても前記脚部が前記撮像素子に当接した状態を維持させられることを特徴とする撮像装置。 1) an imaging device, a pedestal on which a leg portion that contacts the imaging device is formed, an imaging optical system that forms an abutting portion that contacts the pedestal and guides subject light to an imaging region of the imaging device, and an elastic member And in the optical axis direction of the imaging optical system, the pedestal is disposed between the imaging element and the imaging optical system, and at least a contact portion between the pedestal and the imaging optical system An inclined surface or an inclined surface and a horizontal plane are formed on one side, and the imaging optical system is moved along an optical axis by rotating either the pedestal or the imaging optical system, and the elastic member is Even if the imaging optical system and the pedestal are arranged to be urged in the direction of the imaging element, and the urging force of the elastic member rotates either the pedestal or the imaging optical system, the leg portion The state in contact with the image sensor can be maintained. An imaging apparatus characterized by that.
2) 前記撮像光学系を内包する外枠部材を有する1)に記載の撮像装置。 2) The imaging device according to 1) having an outer frame member that includes the imaging optical system .
3) 撮像素子と、該撮像素子に当接する脚部が形成された台座と、該台座に当接する当接部が形成され前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、弾性部材と、前記撮像光学系を内包する外枠部材と、を有し、前記撮像光学系の光軸方向で、前記台座が前記撮像素子と前記撮像光学系との間に配置されており、前記台座は、前記撮像光学系との当接部に段差を形成し、前記外枠部材の内周の前記段差に対応する位置に、傾斜面を形成し、前記撮像光学系を回動させることにより前記撮像光学系を光軸に沿って移動させるよう構成され、前記弾性部材を、前記撮像光学系及び前記台座を前記撮像素子方向に付勢するよう配置し、前記弾性部材の付勢力により、前記撮像光学系を回動させても前記脚部が前記撮像素子に当接した状態を維持させられることを特徴とする撮像装置。 3) An imaging element, a pedestal on which a leg part that contacts the imaging element is formed, an imaging optical system that forms an abutting part that contacts the pedestal and guides subject light to the imaging region of the imaging element, and an elastic member And an outer frame member containing the imaging optical system, and the pedestal is disposed between the imaging element and the imaging optical system in the optical axis direction of the imaging optical system, and the pedestal Forming a step at a contact portion with the imaging optical system, forming an inclined surface at a position corresponding to the step on the inner periphery of the outer frame member, and rotating the imaging optical system The imaging optical system is configured to move along the optical axis, and the elastic member is arranged to urge the imaging optical system and the pedestal toward the imaging element, and the imaging is performed by the urging force of the elastic member. The leg is in contact with the image sensor even when the optical system is rotated. Can be maintained.
4) 前記撮像光学系は複数の光学部材で構成され、該光学部材は相互に当接している1)〜3)のいずれかの撮像装置。 4) The imaging apparatus according to any one of 1) to 3), wherein the imaging optical system includes a plurality of optical members, and the optical members are in contact with each other.
5) 前記台座に、前記撮像光学系を構成する光学部材の一部を形成した1)〜4)のいずれかの撮像装置。 5) The imaging apparatus according to any one of 1) to 4), wherein a part of an optical member constituting the imaging optical system is formed on the pedestal.
6) 前記台座に、透光性の平板部を一体成形した1)〜5)のいずれかの撮像装置。 6) The imaging device according to any one of 1) to 5), wherein a light-transmitting flat plate portion is integrally formed on the pedestal.
7) 前記台座に、赤外光カットフィルタを形成した1)〜6)のいずれかの撮像装置。 7) The imaging device according to any one of 1) to 6), wherein an infrared light cut filter is formed on the pedestal.
8) 前記弾性部材はコイルバネであり、該コイルバネの前記撮像光学系との接触部は、端面以外の部位で接触するよう形成されている1)〜7)のいずれかの撮像装置。 8) The imaging device according to any one of 1) to 7), wherein the elastic member is a coil spring, and a contact portion of the coil spring with the imaging optical system is formed to be in contact with a portion other than an end face.
9) 前記弾性部材はコイルバネであり、該コイルバネの巻き方向は、前記撮像光学系が撮像素子から離間する方向に移動する時の回動方向と同じ方向である1)〜8)のいずれかの撮像装置。 9) The elastic member is a coil spring, and the winding direction of the coil spring is the same as the rotation direction when the imaging optical system moves in a direction away from the imaging element. Imaging device.
10) 前記弾性部材はコイルバネであり、該コイルバネが押圧する前記撮像光学系との間に座金を配置した1)〜9)のいずれかの撮像装置。 10) The imaging device according to any one of 1) to 9), wherein the elastic member is a coil spring, and a washer is disposed between the elastic member and the imaging optical system pressed by the coil spring.
11) 1)〜10)のいずれかの撮像装置を備えた携帯端末。 11) A portable terminal including the imaging device according to any one of 1) to 10).
12) 撮像素子を有する基板に外枠部材を固定する工程と、該外枠部材に台座を嵌合する工程と、該台座上に撮像光学系を載置する工程と、弾性部材を前記撮像光学系に載置する工程と、前記弾性部材の他端を押圧しつつ蓋部材を前記外枠部材に固定する工程と、を有する撮像装置製造方法。 12) A step of fixing the outer frame member to the substrate having the imaging element, a step of fitting a pedestal to the outer frame member, a step of mounting an imaging optical system on the pedestal, and an elastic member for the imaging optical An imaging device manufacturing method comprising: a step of placing on a system; and a step of fixing a lid member to the outer frame member while pressing the other end of the elastic member.
13) 前記外枠部材に台座を嵌合する工程において、前記外枠部材に対する前記台座の周方向の位相を選択して嵌合する12)の撮像装置製造方法。 13) The imaging device manufacturing method according to 12), wherein in the step of fitting a pedestal to the outer frame member, a phase in the circumferential direction of the pedestal with respect to the outer frame member is selected and fitted.
本発明の、撮像素子と、撮像素子に当接する脚部が形成された台座と、台座に当接する当接部が形成され撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、弾性部材と、を有し、撮像光学系の光軸方向で、台座が撮像素子と撮像光学系との間に配置されており、台座と撮像光学系との当接部の少なくとも一方に傾斜面又は傾斜面と水平面を形成し、台座と撮像光学系のいずれか一方を回動させることにより撮像光学系を光軸に沿って移動させるよう構成され、弾性部材を、撮像光学系及び台座を撮像素子方向に付勢するよう配置し、弾性部材の付勢力により、台座と撮像光学系のいずれか一方を回動させても前記脚部が前記撮像素子に当接した状態を維持させられる撮像装置、とすることで、簡便な構成で、姿勢差が発生せず、撮像素子と撮像光学系の相対的な位置決めが可能で、撮像素子の高画素化にも対応できるマクロ撮影可能な撮像装置を得ることができる。 An imaging device according to the present invention, a pedestal formed with a leg portion that contacts the imaging device, an imaging optical system that forms an abutting portion that contacts the pedestal and guides subject light to the imaging region of the imaging device, and an elastic member The pedestal is disposed between the imaging element and the imaging optical system in the optical axis direction of the imaging optical system, and an inclined surface or an inclined surface is provided on at least one of the contact portions between the pedestal and the imaging optical system. A horizontal plane and rotating the pedestal or the imaging optical system to move the imaging optical system along the optical axis, and the elastic member, the imaging optical system and the pedestal in the direction of the imaging device An imaging device that is arranged to be biased and can maintain the state where the leg portion is in contact with the imaging element even if either the base or the imaging optical system is rotated by the biasing force of the elastic member. With a simple configuration, there is no difference in posture, and Capable of relative positioning of the image optical system, it is possible to obtain the macro shooting imaging device capable to accommodate to increased number of pixels of the image sensor.
或いは、撮像素子と、撮像素子に当接する脚部が形成された台座と、台座に当接する当接部が形成され撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、弾性部材と、前記撮像光学系を内包する外枠部材と、を有し、撮像光学系の光軸方向で、台座が撮像素子と撮像光学系との間に配置されており、台座は、撮像光学系との当接部に段差を形成し、外枠部材の内周の段差に対応する位置に、傾斜面を形成し、撮像光学系を回動させることにより撮像光学系を光軸に沿って移動させるよう構成され、弾性部材を、撮像光学系及び台座を撮像素子方向に付勢するよう配置し、弾性部材の付勢力により、撮像光学系を回動させても脚部が撮像素子に当接した状態を維持させられる撮像装置、とすることでも、簡便な構成で、姿勢差が発生せず、撮像素子と撮像光学系の相対的な位置決めが可能で、撮像素子の高画素化にも対応できるマクロ撮影可能な撮像装置を得ることができる。 Alternatively, an imaging element, a pedestal on which a leg part that contacts the imaging element is formed, an imaging optical system that forms an abutting part that contacts the pedestal and guides subject light to an imaging region of the imaging element, and an elastic member, An outer frame member containing the imaging optical system, and a pedestal is disposed between the imaging element and the imaging optical system in the optical axis direction of the imaging optical system, and the pedestal is in contact with the imaging optical system. A step is formed at the contact portion, an inclined surface is formed at a position corresponding to the step on the inner periphery of the outer frame member, and the imaging optical system is moved along the optical axis by rotating the imaging optical system. The elastic member is arranged so as to urge the imaging optical system and the pedestal in the direction of the imaging element, and the leg portion is in contact with the imaging element even if the imaging optical system is rotated by the urging force of the elastic member. An imaging device that can be maintained also has a simple configuration, does not cause a difference in posture, and takes an image. Capable of relative positioning of the element and the imaging optical system, it is possible to obtain the macro shooting imaging device capable to accommodate to increased number of pixels of the image sensor.
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments, but the present invention is not limited thereto.
図1は、本発明の撮像装置を内蔵した携帯端末の一例である携帯電話機Tの外観を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an external appearance of a mobile phone T that is an example of a mobile terminal in which an imaging device of the present invention is built.
図1に示す携帯電話機Tは、表示画面Dを備えたケースとしての上筐体71と、操作ボタンPを備えた下筐体72とがヒンジ73を介して連結されている。撮像装置Sは、上筐体71内の表示画面Dの下方に内蔵されており、撮像装置Sが上筐体71の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。
In the mobile phone T shown in FIG. 1, an
上筐体71の表示画面Dの下方には、円弧状の開口部74とこの開口部74から操作部材15が露出するよう配置されている。この操作部材15を開口部74内で図示上方へ移動させることによりマクロ撮影時のピント位置に設定される。
Below the display screen D of the
なお、この撮像装置の位置は上筐体71内の表示画面Dの上方や側面に配置してもよいし、操作部材15の位置に関しても同様である。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではないのは、勿論である。
Note that the position of the imaging device may be arranged above or on the side of the display screen D in the
(第一の実施の形態)
本発明の撮像装置の第一の実施の形態について以下に説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the imaging apparatus of the present invention will be described below.
図2は、本発明の第一の実施の形態の撮像装置100の斜視図である。同図の撮像装置100が、図1における撮像装置Sに相当する。
FIG. 2 is a perspective view of the
図2に示すように撮像装置100の外表面は、撮像素子の実装されたプリント基板11と、携帯端末の他の制御基板に接続のためのコネクト基板17、このプリント基板11とコネクト基板17を接続するフレキシブルプリント基板FPC、撮像光学系等を内包し側面に開口部12kのある外枠部材12、この外枠部材12の上面に組み込まれる蓋部材13、外枠部材12に一体的に形成されたボス12b上に回動可能に取り付けられる操作部材15、操作部材15を回動可能に固定する段付きネジ16で構成されている。
As shown in FIG. 2, the outer surface of the
図3は、撮像装置100を図2に示すD−D線で切断した断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
図3に示すように、外枠部材12の内部は、被写体側より第1レンズ1、撮像光学系の開口F値を決める開口絞り4、第2レンズ2、不要光遮断のための固定絞り5、第3レンズ3、で構成された撮像光学系50と、台座6、赤外カットフィルタ7、プリント基板11上に実装された撮像素子8、弾性部材である圧縮コイルバネ9、座金10、蓋部材13で構成されている。
As shown in FIG. 3, the inside of the
同図において、本発明に係る台座6は、像面側には撮像素子に当接する脚部6dが形成されている。また撮像光学系50側には高さの異なる水平面6a、6bと、この水平面を連続的に繋ぐ傾斜面6c(以下、カム面と称す)が略120°間隔で形成されている。また、台座6の側面には凹部6eが形成されており、外枠部材12の内周には台座6の凹部6eに嵌合し、台座6の位置決めと回動を禁止する凸部12eが少なくとも1箇所に形成されている。
In the figure, a
撮像光学系50は、図示のように第1レンズ1、第2レンズ2、第3レンズ3を、光学有効面以外のフランジ部で相互に当接させ、接着剤等で互いに固着することでユニット化されており、他の部材を介さず構成することで、相互のレンズ間隔を誤差無く組み立てることができるようになっている。
As shown in the figure, the imaging
この撮像光学系50を構成する第3レンズ3の撮像面側には、突起3aが略120°間隔で形成され、台座6に形成されたカム面に対応して配置されており、この突起3aにより台座6のカム面と当接している。また、第3レンズ3のフランジ部側面には歯車部3gが形成されている。
On the imaging surface side of the
更に、第3レンズ3のフランジ部の物体側には座金10が配置され、圧縮コイルバネ9が蓋部材13と座金10の間に組み込まれている。この圧縮コイルバネ9により撮像光学系50と、台座6は撮像素子8方向に付勢される。
Further, a
一方、段付きネジ16により回動可能とされている操作部材15に形成された歯車部15gは、第3レンズ3の歯車部3gと噛み合うよう配置されている。図1に示す携帯端末Tの開口部74から露出した操作部材15は、図3に示す操作部材15の先端部15rであり、ここが使用者により操作される部位である。
On the other hand, the
以上のように構成された撮像装置100の動作について説明する。
An operation of the
操作部材15の先端部15rが操作されることにより、操作部材15は段付きネジ16を中心に回動し、歯車部15gに噛み合った第3レンズ3の歯車部3gによって第3レンズ3は回動する。このため略120°間隔で配置された突起部3aは、台座6に略120°間隔で配置されたカム面の水平面6aから傾斜面6cを経て撮像素子8から離間した水平面6bへ移動する。これにより撮像光学系50は、光軸方向に所定量移動し、近距離撮影に適した位置に設定される。
When the
この時、本発明に係る弾性部材である圧縮コイルバネ9が、撮像光学系50及び当接する台座6を撮像素子8側へ終始付勢している。このため撮像光学系50は、どのような姿勢であっても撮像素子8との間隔を常に一定に、傾くこと無く保つことができ、姿勢差の問題を解消したマクロ撮影可能な撮像装置を得ることができる。
At this time, the
また、撮像光学系50が弾性部材9を介して外枠部材12内に保持されていることにより、撮像装置100の移送時や携帯端末への組み込み時に外枠部材12に衝撃や外圧がかかった場合にも内部の撮像光学系50や台座6に直接的に力が伝わらず、主要部である撮像光学系50と台座6に狂いの無い信頼性の高い撮像装置とすることができる。
Further, since the imaging
同様に、前述の操作部材15の先端部15rの回動は携帯端末Tの開口部74で規制され、先端部15rに大きな作用力がかけられても開口部74がその力を受け、撮像光学系50には伝達されないため故障しにくい構造とできる。
Similarly, the rotation of the
更に、台座6の脚部6dは撮像素子8の受光面の外側の部位で当接し、赤外光カットフィルタ7をこの台座に配置することで、撮像素子8の受光面側を囲い込むことができ、外部から侵入するゴミや、作動により発生するゴミが受光面上に付着することを防止することができる。
Furthermore, the leg portion 6d of the
図4は、台座6に形成されるカム面の例を示す図である。同図は、円筒状に形成されたカム面の展開図(カム線図)である。なおこのカム線図は高さ方向に誇張して描いてある。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a cam surface formed on the
同図に示すように3種の、Aで示すカム形状、Bで示すカム形状、Cで示すカム形状がそれぞれ120°隔てて形成されている。カム形状A、B、Cはそれぞれ水平面の高さが異なるよう形成されており、一方、対となる水平面の高さの差(dで示す)は同じ寸法に形成される。また、各カムは使用領域(イで図示)が略30°であり10°の不使用領域(ロで図示)を有している。図3に示す撮像装置に使用した場合、撮像光学系50の回動角は30°弱に設定される。
As shown in the figure, three types of cam shapes indicated by A, B shapes, and C shapes are formed 120 degrees apart from each other. The cam shapes A, B, and C are formed so that the heights of the horizontal planes are different from each other, while the height difference (shown by d) of the paired horizontal planes is formed with the same dimension. Each cam has a use area (shown by A) of approximately 30 ° and a nonuse area (shown by B) of 10 °. When used in the imaging apparatus shown in FIG. 3, the rotation angle of the imaging
この3種のカム形状は、撮像光学系50の最終面から焦点位置までの距離が設計値近傍で組み立てられている場合には、カム形状Bに第3レンズ3の突起部3aが当接するよう組み立てられる。撮像光学系50の最終面から焦点位置までの距離が設計値より短くなった場合には、カム形状Aに第3レンズ3の突起部3aが当接するよう組み立てられる。また、撮像光学系50の最終面から焦点位置までの距離が設計値より長くなった場合には、カム形状Cに第3レンズ3の突起部3aが当接するよう組み立てられる。
With these three types of cam shapes, when the distance from the final surface of the imaging
これらは、撮像光学系個々に測定して、それに対応するカム面を選択してもよいし、ロット単位で設定してもよい。 These may be measured for each imaging optical system, and the corresponding cam surface may be selected, or may be set in units of lots.
また、このカム面が形成された台座6は、上述の凹部6eが40°刻みで少なくとも3個形成され、外枠部材12の凸部12eと嵌合する凹部を選択することで、第3レンズ3の突起部3aと当接するカム面を選択することができる。
Further, the
即ち、外枠部材12に対する台座6の周方向の位相を選択して嵌合することにより、予め組み立てられた撮像光学系50の焦点位置のばらつきに対応して使用するカム面を選択し、通常距離の撮影時とマクロ撮影時のピントの合う被写体距離のばらつきを解消するものである。
That is, by selecting and fitting the circumferential phase of the
なお、3種のカム面を台座6に形成したもので説明したが、3種に限るものではない。また回動角もこれに応じて適宜設定されるものである。
In addition, although it demonstrated by what formed the 3 types of cam surfaces in the
次に、このように構成された撮像装置100の組み立てについて以下に説明する。
Next, the assembly of the
図5は、撮像装置100の組み立て順序を示した図である。同図の符号は説明の簡略化のため、図2、図3と同機能部材には同符号を付与して、説明する。
FIG. 5 is a diagram illustrating the assembly order of the
(1)所定の位置に撮像素子8が実装されたプリント基板11と、携帯端末の他の制御基板に接続のためのコネクト基板17をフレキシブルプリント基板FPCで接続した、プリント基板ユニットが用意される。
(1) A printed circuit board unit is prepared in which a printed
(2)外枠部材12をプリント基板11に固定する。外枠部材12は位置決めされ、プリント基板11と外枠部材12が接着剤により固定される。この位置決めは、例えば、工程用の治具として用意されたカメラにより撮像素子8の位置を画像認識し、この画像認識された撮像素子8に対し所定の位置におくことで正確に位置決めされる。なお、このような精度が必要ない場合には、図示していないがプリント基板11に形成された位置決め用の穴と外枠部材12に形成されたボスにより位置決めしてもよい。
(2) The
(3)予め赤外光カットフィルタ7が組み付けられた台座6を外枠部材12の内部に嵌合する。この時、外枠部材12の内周に設けられた凸部12e(図3参照)と、台座6に3箇所設けられた凹部6eのうち、予め決められた凹部に嵌合させて、組み込まれる。この凹部6eのうちのいずれを選択するかは、上述のように予め撮像光学系50を測定して決められる。
(3) The
(4)台座6のカム面上に、予めユニットとして組み立てられた撮像光学系50を載置する。この時、第3レンズに形成された3箇所の突起部3aがカム面上の所定の位置となり、歯車部3gが外枠部材12の開口部12kに面するように組み込まれる。
(4) On the cam surface of the
(5)撮像光学系50の第3レンズのフランジ部に座金10を載置する。
(5) The
(6)弾性部材9を撮像光学系50に載置する。弾性部材9は座金10を介して載置されることになる。
(6) The
(7)弾性部材9の他端を押圧しつつ蓋部材13を外枠部材12に固定する。この固定は、接着剤等でおこなわれる。
(7) The
(8)操作部材15を外枠部材12のボス12bに組み付ける。この時、操作部材15に形成された歯車部15gと第3レンズに形成された歯車部3gとは所定の歯と歯が噛み合うように歯合わせがおこなわれた後、段付きネジ16で回動可能に組み付けられる。
(8) The
以上が、本発明の撮像装置の製造方法である。このように一方向から順次、載置するよう構成することで機械による自動組み立てを適用することが容易となりコストダウンが図れ、また生産数の増減にも迅速に対応が可能となる。 The above is the manufacturing method of the imaging device of the present invention. In this way, by sequentially placing them from one direction, it is easy to apply automatic assembly by a machine, the cost can be reduced, and an increase or decrease in the number of production can be quickly handled.
なお、台座6にカム面を形成し、撮像光学系50側に突起部3aを有する構成で説明したが、これに限るものでなく、台座6に突起部を設け撮像光学系側にカム面を形成する、或いは両方にカム面を形成してもよい。また台座6を回動不能とし、撮像光学系50を回動させる構成としたが、これに限らず、この逆に撮像光学系50を回動不能とし、台座6を回動させる構成としてもよい。また、高さの異なる水平面を傾斜面で繋いだ形状のカム面で説明したが、傾斜面のみで形成されたカム面であってもよいのは勿論である。
In addition, although it demonstrated by the structure which formed the cam surface in the
次に第一の実施の形態のその他の例について説明する。 Next, another example of the first embodiment will be described.
図6は、本発明の撮像装置のその他の構造を示した断面図である。同図は、図3に示した撮像装置の構成の考え方をそのままに、別の形態としたものを示している。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing another structure of the imaging apparatus of the present invention. This figure shows another configuration with the concept of the configuration of the imaging apparatus shown in FIG. 3 as it is.
同図に示す撮像装置150は、台座と弾性部材を撮像光学系の周りに配置せず、片側に配置したものである。同図の符号は説明の簡略化のため、図3と形状が異なっても同機能である部材には同符号を付与して説明する。
The
撮像装置150は、撮像素子8が実装されたプリント基板11に開口部12kを有する外枠部材12とシャフト14が組み付けられ、シャフト14を軸にして、高さの異なる水平面6a、6b、とこの水平面を繋ぐ傾斜面6c(以下、これらをカム面と称す)を有する台座6を回動可能としたもので、台座6の他方の面6dは撮像素子8に当接するよう配置される。また台座6は、操作部材と一体化され、先端部15rが図1に示す開口部74から露出している。一方、ガイド筒3sが形成された第3レンズ3はシャフト14に嵌合され、突起部3aはカム面に当接される。この第3レンズ3は、図示しない回転止めにより、回動不能で、光軸方向にのみ移動可能とされている。弾性部材である圧縮コイルバネ9は、ガイド筒3sの周りに配置され、赤外光カットフィルタ7が組み付けられた蓋部材13でシャフト14の他方を固定することで、圧縮コイルバネ9により、第3レンズ3を含む撮像光学系及び台座6は撮像素子8方向に付勢されることになる。
The
この撮像装置150は、先端部15rを操作することにより、台座6がシャフト14を軸として回動し、第3レンズ3の突起3aは台座6のカム面を6aから6cを経て6bと当接するようになり、このカム面の高さの差だけ撮像光学系を被写体側へ移動させる。これによりマクロ撮影が可能になる。
In this
この場合、突起部3aは第3レンズ3と一体で形成されることが必須であるが、ガイド筒3sは別部品で構成してもよい。
In this case, it is essential that the
撮像光学系の焦点位置のばらつきの解消は、この台座6のカム面を各種の高さで用意しておき、撮像光学系に対応して適宜選択して使用される。
In order to eliminate the variation in the focal position of the imaging optical system, the cam surface of the
この場合も、撮像光学系は、どのような姿勢であっても撮像素子8との間隔を常に一定に保つことができ、姿勢差の問題を解消しつつマクロ撮影可能な撮像装置を得ることができる。
Also in this case, the imaging optical system can always keep the distance from the
(第二の実施の形態)
本発明の撮像装置の第二の実施の形態について以下に説明する。
(Second embodiment)
A second embodiment of the imaging apparatus of the present invention will be described below.
図7は、本発明の第二の実施の形態の撮像装置200の断面図である。同図の撮像装置200が、図1における撮像装置Sに相当する。同図の符号は説明の簡略化のため、図3と同機能である部材には同符号を付与してある。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
物体側より第1レンズ1、撮像光学系の開口F値を決める開口絞り4、第2レンズ2、不要光遮断のための固定絞り5、第3レンズ3、で構成された撮像光学系50と、台座6、赤外光カットフィルタ7、プリント基板11上に実装された撮像素子8、弾性部材である圧縮コイルバネ9、座金10、蓋部材13で構成されている。
An imaging
同図において、本発明に係る台座6は、像面側には撮像素子に当接する脚部6dが形成されている。また撮像光学系50側には高さの異なる水平面6a、6bと、この水平面を連続的に繋ぐ傾斜面6c(以下、カム面と称す)が略120°間隔で形成されている。
In the figure, a
更に、本実施の形態では図示のごとく、台座6は操作部材15を組み付けるためのボス12bを含む外枠部材の一部が一体に形成されている。この台座6は、遮光性の材料で形成され、撮像素子の上部に位置する部分は開口部となり、この開口部に赤外カットフィルタ7が組み付けられている。
Furthermore, in this embodiment, as shown in the drawing, the
この台座6は、撮像素子8に脚部6dが当接し、その他の部位はプリント基板11と僅かの隙間を有するように形成されており、プリント基板11への組み付け時は、前述と同様に工程用の治具として用意されたカメラにより撮像素子8の位置を画像認識し、この画像認識された撮像素子8に対し所定の位置におくことで正確に位置決めされる。なお、このような精度が必要ない場合には、プリント基板11に設けられた図示しない穴と、台座6に設けられた図示しないボスを嵌合させ、位置決めをおこなってもよい。この後、台座6は接着で固定される。
The
台座の固定の後、撮像装置50の載置、座金10、圧縮コイルバネ9の組み込みがおこなわれ、開口部12kを有する蓋部材13が被せられる。
After fixing the pedestal, the
その他の撮像装置200各部の名称、機能及び動作は、撮像装置100と全く同様であるので省略する。
The names, functions, and operations of the other parts of the
このように構成することで上記と同様に、姿勢差の問題を解消しつつマクロ撮影可能な撮像装置を得ることができる。また撮像装置100よりも部品点数を削減することができコストダウンも可能になる。
With this configuration, an imaging apparatus capable of macro shooting can be obtained while solving the problem of the posture difference, as described above. Further, the number of parts can be reduced as compared with the
なお、台座6にカム面を形成し、撮像光学系50側に突起部を有する構成で説明したが、これに限るものでなく、台座6に突起部を設け撮像光学系側にカム面を形成する、或いは両方にカム面を形成してもよい。また、高さの異なる水平面を傾斜面で繋いだ形状のカム面で説明したが、傾斜面のみで形成されたカム面であってもよいのは勿論である。
In the above description, the cam surface is formed on the
(第三の実施の形態)
本発明の撮像装置の第三の実施の形態について以下に説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the imaging apparatus of the present invention will be described below.
第三の実施の形態に係る撮像装置の主要部品の構成は図3に示す撮像装置100と同じであり、図3を参照しつつ異なる部分について説明する。
The configuration of the main components of the imaging apparatus according to the third embodiment is the same as that of the
本実施の形態に係る撮像装置は、図3に示す台座6のカム面の形状と外枠部材12の台座に面する形状が異なるものであり、この部分について図8及び図9を用い詳細に説明する。
The imaging device according to the present embodiment is different in the shape of the cam surface of the
図8は、本発明の第三の実施の形態に係る台座6に形成されるカム面の形状を示す図である。同図は、円筒状に形成されたカム面の展開図(カム線図)である。なおこのカム線図は高さ方向に誇張して描いてある。
FIG. 8 is a diagram showing the shape of the cam surface formed on the
同図に示すように3種の、Aで示す形状、Bで示す形状、Cで示す形状は、段差のある階段状であり、それぞれ120°隔てて形成されている。以降カム面ではなく段差と称す。 As shown in the figure, the three types of shape indicated by A, shape indicated by B, and shape indicated by C are stepped with a step, and are formed 120 ° apart from each other. Hereinafter, it is referred to as a step, not a cam surface.
段差の形状A、B、Cはそれぞれ水平面の高さが異なるよう形成されており、一方、対となる水平面の高さの差(dで示す)は同じ寸法に形成される。また、各段差は使用領域(イで図示)が略30°であり10°の不使用領域(ロで図示)を有している。図3に示す撮像装置に使用した場合、撮像光学系50の回動角は30°弱となる。
The step shapes A, B, and C are formed so that the heights of the horizontal planes are different from each other, while the height difference (indicated by d) of the paired horizontal planes is formed with the same dimension. Each step has a use area (shown by A) of approximately 30 ° and a nonuse area (shown by B) of 10 °. When used in the image pickup apparatus shown in FIG. 3, the rotation angle of the image pickup
図9は、台座6の一対の段差とこれに対応する位置の外枠部材の形状を示した斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a pair of steps of the
同図に示すように、台座6は一対の低い水平面a、高い水平面bの段差に対応する位置に切り欠き部が形成されている。一方、外枠部材12の内周には、この切り欠き部に対応する位置に水平面aから水平面bを繋ぐ山状の傾斜面12sが形成されている。3aは第3レンズに形成された突起部である。
As shown in the figure, the
このような構成の時の動作を説明する。図3に示した操作部材15を回動させると、これに噛み合う第3レンズが回動する。この時、第3レンズと一体で形成された突起部3aは、段差上を図示左方向へ移動し、傾斜面12sにかかるとこの傾斜に沿って持ち上げられ、傾斜面12sからはずれた位置で、水平面b上(破線で示す)で停止する。これにより段差の差分だけ撮像光学系は物体側へ移動し、マクロ撮影のピント位置に設定される。
The operation in such a configuration will be described. When the
この外枠部材12の内周に形成される傾斜面12sは、台座6の切り欠き部に対応して3箇所に設けられ、これにより台座6の回動を不能としており、図3に示す凸部12eは不要である。また台座6の切り欠き部は各段差に、即ち40°刻みで設けられ、外枠部材12に対する台座6の周方向の段差A、B、Cの選択に使用される。
The
この3種の段差形状は、撮像光学系50の最終面から焦点位置までの距離が設計値近傍で組み立てられている場合に、段差形状Bに第3レンズの突起部3aが当接するよう組み立てられる。撮像光学系50の最終面から焦点位置までの距離が設計値より短くなった場合に、段差形状Aに第3レンズの突起部3aが当接するよう組み立てられる。また、撮像光学系50の最終面から焦点位置までの距離が設計値より長くなった場合に、段差形状Cに第3レンズの突起部3aが当接するよう組み立てられる。
These three types of step shapes are assembled so that the
なお、3種の段差を台座6に形成したもので説明したが、3種に限るものではない。また回動角もこれに応じて適宜設定されるものである。
In addition, although it demonstrated by what formed three types of level | step differences in the
図10は、本発明の撮像装置100、200に適用される圧縮コイルバネの形状を示した断面図である。図10(a)の圧縮コイルバネ9は、末端9mを折り曲げたものである。また図10(b)の圧縮コイルバネ9は、バネを形成する線材が付勢される部材と接触する面を平坦になるよう削り取ったものである。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the shape of a compression coil spring applied to the
図示のようにコイルバネの端部を撮像光学系の付勢力を受ける部分と接触しないように加工することで、接触部の作動を滑らかにし且つ接触部の摩耗から生じるゴミの発生を防ぐことができる。このようにすることで、前述の座金を廃止することが可能になる。 By machining the end of the coil spring so that it does not come into contact with the portion receiving the biasing force of the imaging optical system as shown in the figure, it is possible to smooth the operation of the contact portion and to prevent generation of dust caused by wear of the contact portion. . By doing so, the above-described washer can be abolished.
また、この圧縮コイルバネの巻き方向を撮像光学系が撮像素子から離間する方向に移動する時の回動方向と同じ方向とし、付勢力が大きくなる回動方向で端部を引っかからなくすることでも同様に前述の座金を廃止することが可能である。 Also, the winding direction of the compression coil spring is the same as the rotation direction when the imaging optical system moves away from the image sensor, and the end portion is not caught in the rotation direction in which the urging force increases. It is possible to abolish the aforementioned washer.
なお、上述の第一〜第三の実施の形態の撮像装置においては、撮像光学系50を3枚構成のもので説明したが、これに限らず単玉、複数枚構成のいずれにも適用可能なのは言うまでもない。また、撮像光学系50を一体に移動させる全群繰り出しとしたが、複数枚構成の場合には台座6にレンズを形成して、台座より前方に配置した光学系を移動させる前群繰り出しとした構成にも適用可能である。前群繰り出しの場合には、全群繰り出しより小さい移動量で、マクロ撮影を可能とできる。
In the imaging devices of the first to third embodiments described above, the imaging
また、第一〜第三の実施の形態の撮像装置において、弾性部材として圧縮コイルバネを用いて説明したが、これに限るものでなく、板バネやスポンジ状の部材も適用可能であるし、引っ張りコイルバネを用いて撮像光学系を台座に当接するよう構成してもよいのは言うまでもない。更に、弾性部材で押圧する部位を第3レンズのフランジ部として説明したが、第1レンズ又は第2レンズを押圧するよう構成しても本発明を逸脱するものではないのは勿論である。 In the imaging devices according to the first to third embodiments, the compression coil spring is used as the elastic member. However, the present invention is not limited to this, and a plate spring or a sponge-like member can also be applied. Needless to say, the imaging optical system may be configured to contact the pedestal using a coil spring. Furthermore, although the site | part pressed with an elastic member was demonstrated as a flange part of a 3rd lens, even if it comprises so that a 1st lens or a 2nd lens may be pressed, it does not deviate from this invention.
更にまた、第一の実施の形態と第三の実施の形態で説明した赤外光カットフィルタは、台座を透光性の材料で撮像素子の上面を覆うよう形成し、赤外光カット特性を持つコーティングを施してもよい。このように、光学系の間または後方に赤外光カットの機能部材を配置することで、撮像光学系の前面に配置する場合よりも、撮像装置全体の厚みを薄くすることができる効果を奏する。なお、台座を透光性の材料で撮像素子の上面を覆うような平板部を一体成形し、赤外光カットフィルタを第1レンズの前方に配置する構成も本発明を逸脱するものではない。 Furthermore, in the infrared light cut filter described in the first embodiment and the third embodiment, the pedestal is formed so as to cover the upper surface of the image sensor with a translucent material, and the infrared light cut characteristic is achieved. You may give it a coating. As described above, by arranging the infrared light-cutting functional member between or behind the optical systems, there is an effect that the thickness of the entire imaging apparatus can be reduced as compared with the case where the functional members are arranged on the front surface of the imaging optical system. . Note that a configuration in which a flat plate portion that covers the upper surface of the imaging element with a translucent material is integrally formed and an infrared light cut filter is disposed in front of the first lens does not depart from the present invention.
1 第1レンズ
2 第2レンズ
3 第3レンズ
4 開口絞り
5 固定絞り
6 台座
7 赤外光カットフィルタ
8 撮像素子
9 弾性部材
10 座金
11 プリント基板
12 外枠部材
13 蓋部材
14 シャフト
15 操作部材
16 段付きネジ
50 撮像光学系
100、150、200 撮像装置
T 携帯電話機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st lens 2
Claims (11)
前記撮像光学系の光軸方向で、前記台座が前記撮像素子と前記撮像光学系との間に配置されており、
前記台座と前記撮像光学系との当接部の少なくとも一方に傾斜面又は傾斜面と水平面を形成し、前記台座と前記撮像光学系のいずれか一方を回動させることにより前記撮像光学系を光軸に沿って移動させるよう構成され、
前記弾性部材を、前記撮像光学系及び前記台座を前記撮像素子方向に付勢するよう配置し、前記弾性部材の付勢力により、前記台座と前記撮像光学系のいずれか一方を回動させても前記脚部が前記撮像素子に当接した状態を維持させられることを特徴とする撮像装置。 An imaging device, a pedestal formed with a leg portion that contacts the imaging device, an imaging optical system that forms an abutting portion that contacts the pedestal and guides subject light to the imaging region of the imaging device, and an elastic member; Have
The pedestal is disposed between the imaging element and the imaging optical system in the optical axis direction of the imaging optical system;
An inclined surface or an inclined surface and a horizontal plane are formed on at least one of the contact portions between the pedestal and the imaging optical system, and the imaging optical system is lighted by rotating either the pedestal or the imaging optical system. Configured to move along an axis,
The elastic member may be arranged so as to urge the imaging optical system and the pedestal toward the imaging element, and either the pedestal or the imaging optical system may be rotated by the urging force of the elastic member. An imaging apparatus characterized in that the leg portion is maintained in contact with the imaging element.
前記撮像光学系の光軸方向で、前記台座が前記撮像素子と前記撮像光学系との間に配置されており、
前記台座は、前記撮像光学系との当接部に段差を形成し、
前記外枠部材の内周の前記段差に対応する位置に、傾斜面を形成し、
前記撮像光学系を回動させることにより前記撮像光学系を光軸に沿って移動させるよう構成され、
前記弾性部材を、前記撮像光学系及び前記台座を前記撮像素子方向に付勢するよう配置し、前記弾性部材の付勢力により、前記撮像光学系を回動させても前記脚部が前記撮像素子に当接した状態を維持させられることを特徴とする撮像装置。 An imaging device, a pedestal formed with a leg portion that contacts the imaging device, an imaging optical system that forms an abutting portion that contacts the pedestal and guides subject light to the imaging region of the imaging device, and an elastic member; An outer frame member containing the imaging optical system,
The pedestal is disposed between the imaging element and the imaging optical system in the optical axis direction of the imaging optical system;
The pedestal forms a step at a contact portion with the imaging optical system,
An inclined surface is formed at a position corresponding to the step on the inner periphery of the outer frame member,
The imaging optical system is configured to move along the optical axis by rotating the imaging optical system,
The elastic member is disposed so as to urge the imaging optical system and the pedestal in the direction of the imaging element, and the leg portion remains in the imaging element even when the imaging optical system is rotated by the urging force of the elastic member. An image pickup apparatus capable of maintaining a state in contact with the image pickup apparatus.
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